활성산소의 개념 및 성질
활성산소는 영어로 Free Radical 혹은 Reactive Oxygen 혹은 Oxidants 등으로 표현됨.
활성산소란, 전자를 하나 잃어버린 불안정한 산소 분자를 말함
활성산소는 전자를 꽉 붙들고 있지 않는 주위의 분자들에게서 전자를 뺏어 자신을 안정화하려는 성질을 갖고 있음.
전자를 빼앗긴 주위의 분자는 심각한 손상을 입음.
활성산소는 흡연,차의 개솔린 연소,음식튀기기,굽기,사람 몸속의 에너지 발생시 등 모든 연소 과정서 발생함.
활성산소는 발생한 곳에서 멀리 가지 못 하고 가까운 곳의 물질을 공격함.
발생후 주위의 분자들을 공격하는데 매우 짧은 시간이 소요됨.
대표적인 활성산소
Superoxide ion(O-)
Hydroxyl radical(-OH)
과산화수소(Hydrogen peroxide, H2O2)
활성산소의 긍정적 기능
정상적인 에너지 생산시 활성산소 발생함. 흡입되는 산소의 약10% 정도는 활성산소로 변함.
백혈구가 병원균을 공격할 때 사용하는 무기
염증 관련, 프로스타글란딘 생성시 활성산소 생성됨
뇌가 발달할때, 불필요하게 형성된 뇌신경세포를 제거할 때 사용됨.
활성산소의 폐해
체내의 핵심적 물질을 산화,손상시킴.
세포막을 손상시켜 세포를 파괴,죽게 만듬.
혈액내 지방,콜레스테롤을 산화시켜 죽상경화증(Atherosclerosis) 을 야기 함.
단백질 손상: 세포기능을 상실케하거나 호르몬,엔자임 등을 파괴.
DNA손상: 유전자 변이, 암 발생 야기
활성산소 스트레스 발생하는 경우
담배연기, 오염된 공기(특히, 자동차배기가스) 등 나쁜 주위환경으로부터 활성산소가 체내로 과다하게 유입되는 경우
-담배연기에 많은 활성산소가 함유되어 있는데, 이는 흡연시 폐점막 및 몸 속의 비타민C,글루타치온,CAT 등의 항산화제가 많이 줄어들고 지방산화물이 호흡시 많이 배출되는 것으로 측정가능함. 이는 여러 연구실험에서 증명된 사실임.
-스모그내 이산화질소(Nitrogen Dioxide, NO2)는 독성이 강한 활성산소임. 노출되면 몸 속의 비타민 C, E, 코큐텐 등의 항산화 물질이 급격히 감소됨.
체내 항산화 시스템에 이상이 발생하여 충분한 항산화물질을 체내에서 합성하지 못하는 경우
음식을 통하여 충분한 항산화제를 섭취하지 못 하는 경우
활성산소 스트레스 측정방법
공격받아 변화를 일으키는 물질(단백질,지방,DNA 등)의 농도 및 화학구조 변화 측정: 호흡으로 배출되는 성분 혹은 혈액내 성분을 측정함으로써 가능
혈액내 항산화성분이 감소되는 정도로 측정
활성산소의 공격에 대항해 몸에서 생성되는 항산화성분의 양을 측정
활성산소와 죽상경화증
활성산소는 죽상경화증의 주요 원인중 하나
혈액내의 지방이 산화되면 끈적끈적해져서 혈관 벽에 달라붙음 (특히,LDL콜레스테롤이 산화가 더 잘됨)
대식세포(Macrophage,백혈구의 한 종류)가 산화된 지방을 과도하게 포식하여 터짐
산화된 지방과 터진 대식세포가 혈관벽에 함께 부착됨.
죽상경화증이 심화되어 각종 심혈관계 질환(고혈압,심장병,중풍 등) 위험이 높아짐.
활성산소와 질병
활성산소가 각종 염증,심장병,암,당뇨병, 류마티스관절염,알츠하이머,파킨슨씨 병 등의 급 만성 질환 발생에 큰 역할을 한다는 것은 거의 사실로 받아들여지고 있음.
1988년 4월28일자 New York Times에, 활성산소가 심장병,암,알츠하이머,백내장,류마티스 관절염 등을 포함한 60여가지 이상의 질병과 관련이 있다는 내용이 게재 되었음.
심장병,암,뇌세포 손상에 활성산소의 역할이 큼.
많은 동물실험에서 활성산소가 암을 유발함을 증명하였음.
활성산소와 알츠하이머질환이 관련성이 있다는 증거가 매우 많음.
뇌가 활성산소의 공격에 취약한 이유
-다른 기관,조직보다 산소를 많이 사용하고,
-뇌세포의 세포막에 필수지방산(특히,DHA)이 많아 산화의 폐해가 크기 때문
당뇨병도 활성산소와 관련이 있음.
안구의 렌즈(수정체)도 자외선에 의해 발생된 활성산소로 인해 산화되기 쉬움. 이는 백내장의 원인이 될 수 있음.
폐에서는 많은 산소와 접촉되고,오염된 환경으로부터 활성산소의 흡입이 많이 되므로 활성산소의 폐해가 큼.
노화에 활성산소가 역할을 한다는 사실도 일부 근거가 있음. 그러나, 항산화 보충제가 노화를 늦춘다는 근거는 없음.
류머티스 관절염도 활성산소와 관련이 있음.
-류머티스 관절염 환자는 체내에 비타민C,E,베타케로틴 등의 항산화비타민이 부족한 것으로 나타남.
적절한 운동은 체내의 항산화 방어력을 강화시키나, 과도한 운동은 활성산소 스트레스를 증가시킴.
활성산소로 인한 스트레스가 심하거나 항산화제가 더 필요하다는 증거
각종 감염증에 자주 걸린다.
멍이 잘 들고 빨리 없어지지 않는다.
상처 치유가 잘 안 된다.
주름살이 과다하게 생긴다.
운동후 너무 힘들고 회복이 잘 안 된다.
각종 오염(자동차 배기가스, 담배연기 등)에 노출시 심하게 피로하다.
항산화제
1980년대이후로 많은 연구 및 실험에 의해 활성산소 및 항산화제의 존재와 기능이 증명되었음.
항산화제(Antioxidants)의 개념
항산화제란 활성산소가 몸의 중요한 부분을 공격하기 전에 활성산소와 반응하여(활성산소에 전자를 하나주어) 이를 안정적인 상태로 중화하는 역할을 하는 물질을 말함.
혈액 및 체내 조직에 항산화제가 충분히 존재하면 산화스트레스(활성산소의 공격)로 인한 피해를 많이 줄일 수 있음.
항산화제의 분류
1.수용성이면서 입자가 작은 항산화제: 비타민C, 글루타치온(Glutathione)
2.지용성이면서 입자가 작은 항산화제: 비타민E,케로틴-베타케로틴,라이코펜,루테인,제아산틴 등-, 리포익산(Lipoic Acid),코엔자임큐텐(CoQ10)
3.몸에서 생산되는 입자가 큰 단백질 항산화제: SOD(Superoxide Dismutase),CAT(Catalase),GSHpx(Glutathione Peroxidase)
4.혈액내 존재하는 작은 입자의 항산화제 : 유릭산(Uric Acid),빌리루빈(Bilirubin),멜라토닌(Melatonin) 등
5.혈액내 다량 존재하는 단백질인 알부민(Albumin)도 항산화 기능 있음.
6.중요한 식물성 항산화제(항산화 파이토케미칼):
7.플라보노이드류,페놀류: 차,마늘,올리브오일 및 여러 허브,과일,야채에 비교적 풍부.
8.특히, 베리류(블루베리,블랙베리,딸기),오렌지,사과, 대두,레드와인,녹차,터머릭(Turmeric) 등에는 다양한 항산화 파이토케미칼이 있어 항산화력이 높음.
9.항산화 미네랄: 아연,셀레늄
음식 혹은 보충제로 많이 섭취되는 대표적인 항산화제
보충제
-비타민C,E,베타케로틴(베타카로틴),글루타치온(Glutathione),안토시아닌(Anthocyanidins),아연,셀레늄,알파리포익산(Alpha Lipoic Acid), 코엔자임큐텐(CoenzymeQ10), 각종 식물에서 추출한 항산화 파이토케미칼 등
-소나무 껍질(Pine bark), 포도씨에서 추출한 피크노제놀 (Pycnogenol)도 강력한 항산화제임.
-가장 많은 연구가 진행된 항산화제는 비타민C,E,베타케로틴 임.
항산화제 다량 함유식품
-신선한 과일과 야채,허브에는 다양한 항산화 파이토케미칼이 풍부하여 시너지 효과가 있고 항산화 성분외에도 알려지지 않은 다양한 기타 성분이 많으므로 보충제로 섭취하는 것보다 효과가 더 좋다고 볼 수 있음.
-항산화 파이토케미칼을 풍부하게 함유하고 있는 식품에는 베리류(블루베리,블랙베리,딸기),두(콩)류,포도,토마토,브로콜리,터머릭(카레의 성분),은행잎(Ginko biloba),고구마,당근 등이 있는데, 일반적으로 신선한 과일 및 야채,허브에 주로 풍부함.
-항산화력이 높은 순서(조사 기관에 따라 약간 차이남): 말린자두(Prune) > 건포도 > 블루베리 > 블랙베리 > 케일 > 딸기 > 브로콜리 > 시금치 > 아보카도
-Berry good: 특히,블루베리의 항산화효과는 여러 과일중 최고 수준임
항산화제의 시너지 효과
항산화 음식, 보충제를 한 가지만 섭취하는 것보다는 여러 가지를 함께 섭취할 경우 시너지 효과(상승효과,1+1=3)가 있음. 이는 많은 연구에서 증명된 바 있음.
시너지 효과는 각 항산화제가 서로의 재활용에 사용될 수 있다는 점, 그리고, 지용성,수용성 조직에 골고루 항산화 효과를 미칠 수 있다는 점 때문임.
항산화제는 세포나 조직의 수용성 부분과 지방(Fat) 부분에 각각 필요함. 세포를 예로 들면 세포막은 주로 지질(Phospholipids,인지질) 로 이루어져 있으며, 다른 부분은 주로 수용성인 단백질 등으로 이루어져 있으므로 각 부분에 골고루 작용하기 위해서는 수용성 항산화제와 지용성 항산화제가 고루 섭취되어야 함.
한 연구실험에서 1년동안 섭취한 하루400mg의 비타민C가 혈중 산화된 지질-체내 활성산소 스트레스 척도-을 13% 낮추고, 비타민C와 E를 함께 섭취한 경우 25% 낮추는 것으로 나타났음. 이와 유사한 연구는 매우 많음.
항산화제의 전반적인 질병예방,건강증진 효과
60개 이상의 많은 만성 질환이 활성산소 및 항산화제부족과 관련있으며,항산화제가 풍부한 음식이나 보충제를 섭취하면 도움이 되는 것으로 밝혀짐. 의사들도 점차 인정하고 있음.
수백편의 연구조사 및 실험에서 알츠하이머질환,암,심혈관계 질환,백내장,당뇨병,고혈압,황반변성,잇몸질환,호흡기질환,관절염 등의 만성 질환이 활성산소 및 항산화제 부족과 관련있으며, 항산화제의 섭취가 효과가 있는 것으로 입증되었음.
항산화제의 효과관련 연구는 항산화비타민 (비타민C,E,베타케로틴(베타카로틴))에 집중되어 있음. 이와 관련된 연구내용은 “비타민미네랄”부분 참조.
기타 항산화제의 효과관련 연구,실험 결과
저명한 역학 연구가인 Gladys Block박사가 항산화 음식이나 항산화 보충제 관련한 수 많은 연구들을 검토한 결과, 연구대상자들이 비타민C,E,베타케로틴, 기타 항산화제가 풍부한 음식 중 하나 혹은 여러가지를 섭취한 130개의 연구중 120개에서 암발생율-폐암,식도암,후두암,구강암,췌장암,위암,자궁암,직장암,대장암,난소암,고환암,유방암,방광암 등-을 낮추는 효과가 있는 것으로 나타났음.
80명의 망막과 말초신경이 손상된 당뇨환자를 대상으로한 이중맹검실험에서, 20명에게 리포익산(Lipoic Acid),20명에게 비타민E,다른 20명에게 셀레늄, 나머지20명에게는 플라시보를 섭취케한 결과, 리포익산과 비타민E를 복용한 그룹이 현저한 개선효과를 보였음. 이것은 체내 지방의 산화정도,다리의 감각,반사도, 그리고 소변의 알부민 검사를 통해 당뇨병 개선정도를 측정한 결과임. 이 실험을 주도한 Packer박사는 리포익산을 당뇨병으로 인한 신경손상의 치료에 자주 사용한다고 함.
